DE19919378A1 - Metallurgical vessel, e.g. a tilting arc furnace, has a heated tapping siphon tube with an overflow edge located above the tube inlet upper edge in the vessel operating position - Google Patents
Metallurgical vessel, e.g. a tilting arc furnace, has a heated tapping siphon tube with an overflow edge located above the tube inlet upper edge in the vessel operating positionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein metallurgisches Gefäß mit einer Abstichvorrichtung zum kontrollierten, schlackenfreien Abziehen von flüssigem Metall nach dem Prinzip eines Flüssigkeitshebers gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1. Außerdem bezieht sie sich auf ein Verfahren unter Verwendung einer solchen Abstichvorrichtung.The invention relates to a metallurgical vessel with a tapping device controlled, slag-free removal of liquid metal according to the principle of Liquid lifter according to the preamble of claim 1. Also relates they rely on a method using such a tapping device.
Durch die WO 86/04980 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überleiten einer vorgegebenen Menge flüssigen Metalls aus einem ein Metallschmelzbad enthaltenden Aufnahmebehälter mittels eines feuerfest ausgekleideten Abflußrohres bekannt geworden, bei denen das Prinzip eines Flüssigkeitshebers ausgenutzt wird. Das Abflußrohr ist in Form eines umgekehrten U oder V mit zwei nach unten weisenden Schenkeln ausgebildet, von denen der erste eine Eintrittsöffnung und der zweite eine durch eine Verschlußvor richtung gasdicht verschließbare Austrittsöffnung für das flüssige Metall aufweist. Im oberen Bereich des Abflußrohres ist ein mit einer Vakuumvorrichtung verbindbarer, feuerfest ausgekleideter Rohrstutzen vorgesehen, der wahlweise über ein erstes Ventil an die Vakuumvorrichtung anschließbar oder über ein zweites Ventil mit der freien Atmo sphäre verbindbar ist. Zum Überleiten einer vorgegebenen Menge flüssigen Metalls aus dem ein Metallschmelzbad enthaltenden Gefäß, insbesondere einem Schmelzofengefäß, wird der erste Schenkel des Abflußrohres, dessen zweiter Schenkel durch die Verschluß vorrichtung gasdicht verschlossen ist, in das Metallschmelzbad eingetaucht, das als Belüftungsventil wirkende zweite Ventil geschlossen und das erste Ventil zur Verbindung des Abflußrohres mit der Vakuumvorrichtung geöffnet. Durch den Vakuumsog der Vakuumvorrichtung wird die Metallschmelze im ersten Schenkel hochgezogen und läuft über eine Überlaufkante im Verbindungsbereich der beiden Schenkel in den zweiten Schenkel. Wenn dieser gefüllt ist, wird die Verschlußvorrichtung des zweiten Schenkels geöffnet, und das flüssige Metall nach dem Prinzip des Flüssigkeitshebers in den Aufnah mebehälter, vorzugsweise eine Pfanne, übergeleitet. Durch Schließen des ersten Ventils, das die Verbindung zur Vakuumvorrichtung herstellt, und Öffnen des zweiten Ventils, das als Belüftungsventil wirkt, kann der Durchfluß durch das Abflußrohr unterbrochen werden, so daß ein kontrolliertes, schlackenfreies Abziehen der Metallschmelze möglich ist. Um beim Eintauchen des ersten Schenkels in das Metallschmelzbad durch eine Schlacken schicht hindurch den Eintritt von Schlacke in das Abflußrohr zu verhindern, wird die Eintrittsöffnung vor dem Eintauchen in das Metallschmelzbad durch ein Blech verschlos sen, das nach dem Eintauchen schmilzt und die Eintrittsöffnung freigibt. Zum Schutz der Verschlußplatte der Verschlußvorrichtung wird vor dem Abstechen des Ofengefäßes körniges ff-Material in den zweiten Schenkel gefüllt, der im übrigen im unteren Bereich eine Verengung aufweist.WO 86/04980 describes an apparatus and a method for transferring a predetermined amount of liquid metal from a containing a molten metal bath Receptacle became known by means of a fire-resistant lined drain pipe, where the principle of a liquid siphon is used. The drain pipe is in The shape of an inverted U or V with two legs pointing downwards, the first of which has an inlet opening and the second one of which is closed by a closure has a gas-tight sealable outlet opening for the liquid metal. in the upper area of the drain pipe is a connectable with a vacuum device, Fireproof lined pipe socket provided, which optionally via a first valve the vacuum device can be connected or via a second valve with the free atmosphere sphere is connectable. For transferring a predetermined amount of liquid metal the vessel containing a molten metal bath, in particular a furnace vessel, becomes the first leg of the drain pipe, the second leg through the closure device is sealed gastight, immersed in the molten metal bath, which as Ventilation valve acting second valve closed and the first valve for connection the drain pipe opened with the vacuum device. Due to the vacuum suction Vacuum device, the molten metal is pulled up in the first leg and runs over an overflow edge in the connection area of the two legs in the second Leg. When this is filled, the closure device of the second leg opened, and the liquid metal according to the principle of the liquid lifter in the receptacle container, preferably a pan, transferred. By closing the first valve, that connects to the vacuum device and opens the second valve that acts as a ventilation valve, the flow through the drain pipe can be interrupted, so that a controlled, slag-free removal of the molten metal is possible. Around by dipping the first leg into the molten metal bath to prevent slag from entering the drain pipe Entry opening closed by a sheet before immersion in the molten metal bath sen, which melts after immersion and opens the inlet opening. To protect the Sealing plate of the closure device is removed before tapping the furnace vessel granular ff-material filled in the second leg, the rest in the lower area has a constriction.
Durch die DE-C 605 701 ist ein Saugheber zum Entleeren von thermischen Bädern bekannt geworden, bei dem in das von einem Heizmantel umgebene Saugrohr eine Ejektor düse eingebaut ist, die zusammen mit dem Saugrohr beheizt wird. Durch die Ejektordüse wird ein Unterdruck erzeugt, mit dem der Vorgang zum kontrollierten Abziehen der Flüssigkeit aus dem Gefäß eingeleitet wird.DE-C 605 701 is a siphon for emptying thermal baths become known in which an ejector in the suction pipe surrounded by a heating jacket nozzle is installed, which is heated together with the suction pipe. Through the ejector nozzle a negative pressure is created with which the process for the controlled removal of the Liquid is introduced from the vessel.
Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Abziehen von flüssigem Metall nach dem Prinzip eines Flüssigkeitshebers wird ein Schenkel des in Form eines umgekehrten U oder V ausgebildeten Abflußrohres in das Metallschmelzbad eingetaucht. Der obere Umlenkbereich des Abflußrohres liegt oberhalb des Gefäßrandes. Die Metallschmelze muß deshalb zur Einleitung des Abstichvorganges um mehr als die Höhendifferenz zwischen dem Gefäßrand und dem Metallschmelzspiegel angehoben werden. Dies ist bei dem hohen spezifischen Gewicht einer Metallschmelze - Flüssigstahl hat beispielsweise ein spezifi sches Gewicht von 6,9 g/cm3 - nur bis zu einer Höhe unterhalb 1,5 m möglich. Aus diesem Grund haben die bekannten Verfahren und Vorrichtungen bei modernen Schmelzö fen keine praktische Bedeutung erlangt.In the known methods and devices for withdrawing liquid metal according to the principle of a liquid siphon, one leg of the drain pipe, which is designed in the form of an inverted U or V, is immersed in the molten metal bath. The upper deflection area of the drain pipe lies above the edge of the vessel. The metal melt must therefore be raised by more than the height difference between the edge of the vessel and the metal melt level in order to initiate the tapping process. Given the high specific weight of a molten metal - liquid steel, for example, has a specific weight of 6.9 g / cm 3 - this is only possible up to a height below 1.5 m. For this reason, the known methods and devices in modern melting furnaces have no practical importance.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem metallurgischen Gefäß mit einer Abstichvor richtung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 unabhängig von der Gefäß größe ein sicheres kontrolliertes schlackenfreies Abziehen von flüssigem Metall nach dem Prinzip des Flüssigkeitshebers zu ermöglichen. Es sollen verschiedene Modifikationen der Abstichvorrichtung angegeben werden, bei denen ein Einleiten des Abstichvorganges mit geringem Unterdruck oder sogar ohne Unterdruck möglich ist, so daß eine Vakuumvor richtung zur Einleitung des Abstichvorganges überflüssig wird. Schließlich soll auch ein Verfahren zum kontrollierten schlackenfreien Abziehen von flüssigem Metall aus einem metallurgischen Gefäß unter Verwendung einer derartigen Vorrichtung angegeben werden.The object of the invention is in a metallurgical vessel with a tap direction according to the preamble of claim 1 regardless of the vessel safe, controlled, slag-free removal of liquid metal after the To enable the principle of the liquid lifter. Various modifications of the Tapping device can be specified in which an initiation of the tapping process with low vacuum or even without vacuum is possible, so that a vacuum direction for initiating the tapping process becomes superfluous. After all, one should Process for the controlled removal of slag-free liquid metal from a metallurgical vessel can be specified using such a device.
Das erfindungsgemäße metallurgische Gefäß mit einer Abstichvorrichtung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Abstichvor richtung sind den Ansprüchen 2 bis 24 zu entnehmen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale des Anspruches 25 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind den restlichen Ansprüchen zu entnehmen.The metallurgical vessel according to the invention with a tapping device is through the Features of claim 1 characterized. Advantageous configurations of the racking direction can be found in claims 2 to 24. The method according to the invention is characterized by the features of claim 25. Advantageous configurations this method can be found in the remaining claims.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist das Abflußrohr mit einem Schenkel in die Gefäß wand integriert und die Höhe der Überlaufkante im Verbindungsbereich der beiden Schenkel des Abflußrohres so festgelegt, daß auch bei dem großen spezifischen Gewicht einer Metallschmelze zur Einleitung des Abstichvorganges nur ein geringer Unterdruck ei ner Vakuumvorrichtung erforderlich ist oder auf die Vakuumvorrichtung zur Einleitung des Abstichvorganges verzichtet werden kann. Hierbei wird durch ein Belüftungsventil oder durch die Verschlußvorrichtung ein schneller Abbruch des Abstichvorganges zu jeder Zeit ermöglicht, so daß sichergestellt werden kann, daß mit dem Abziehen des flüssigen Metalls keine Schlacke aus der auf der Metallschmelze schwimmenden Schlackenschicht mitgezo gen wird.In the solution according to the invention, the drain pipe is with one leg in the vessel integrated wall and the height of the overflow edge in the connection area of the two Leg of the drain pipe set so that even with the large specific weight a metal melt to initiate the tapping process only a slight negative pressure ner vacuum device is required or on the vacuum device to initiate the Tapping can be dispensed with. Here, a ventilation valve or through the closure device a quick termination of the tapping process at any time enables so that it can be ensured that with the removal of the liquid metal no slag from the slag layer floating on the molten metal will.
Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel anhand von zwei Figuren näher erläutert. Es zeigenThe invention is illustrated by an embodiment with reference to two figures explained. Show it
Fig. 1 ein metallurgisches Gefäß mit einer Abstichvorrichtung im Schnitt und Fig. 1 shows a metallurgical vessel with a tapping device in section and
Fig. 2 den die Abstichvorrichtung enthaltenden Teil des Gefäßes mit einigen Modifi kationen in vergrößerter Darstellung. Fig. 2, the tapping device containing part of the vessel with some modifi cations in an enlarged view.
Als Beispiel eines metallurgischen Gefäßes ist in Fig. 1 das Ofengefäß 1 eines Lichtbogen ofens im Schnitt dargestellt. Das Ofengefäß 1 besteht aus einem, den gemauerten Ofenherd bildenden Gefäßunterteil 2 zur Aufnahme der Schmelze 3 und aus einem Gefäßoberteil 4, das aus wassergekühlten Elementen gebildet ist. Bei der Darstellung nach Fig. 1 befindet sich auf der linken Seite des Ofengefäßes eine Abstichvorrichtung 5 und auf der rechten Seite eine mittels einer Schlackentüre 6 verschließbare Schlackenöffnung 7. Der Boden des Gefäßunterteils 2 fällt zur Abstichvorrichtung 5 hin ab. An der tiefsten Stelle der Boden kontur 8 befindet sich ein Bodenabstich 9 üblicher Bauart, der dann benutzt wird, wenn das Ofengefäß beispielsweise vor einem Ofenstillstand zwecks Reparatur oder Neuzustel lung vollständig entleert werden soll. Das Ofengefäß kann in bekannter Weise in Richtung der Abstichvorrichtung 5 kippbar ausgebildet sein. Die Abstichvorrichtung gemäß der Erfindung macht ein Kippen des Gefäßes jedoch nicht erforderlich, so daß sich konstrukti ve Maßnahmen zum Kippen des Ofengefäßes und im Falle von Schrottvorheizschächten zum Anheben des Schachtes vor dem Kippen des Ofengefäßes erübrigen. Bei einem feststehenden Ofen können dann auch die Wasserkühlelemente an der Abstichseite gleich lang wie die übrigen Wasserkühlelemente ausgebildet werden, so daß weitere Einsparungen an feuerfestem Material in der Gefäßwand möglich sind.As an example of a metallurgical vessel, the furnace vessel 1 of an arc furnace is shown in section in FIG. 1. The furnace vessel 1 consists of a vessel lower part 2 , which forms the brick oven hearth, for receiving the melt 3, and of an upper vessel part 4 , which is formed from water-cooled elements. In the illustration of FIG. 1 is located on the left side of the furnace vessel and a tapping apparatus 5 on the right side a closable by means of a slag door 6 slag opening 7. The bottom of the lower part of the vessel 2 drops towards the tapping device 5 . At the deepest point of the bottom contour 8 is a floor rack 9 of conventional design, which is used when the furnace vessel is to be completely emptied, for example, before a furnace shutdown for repair or new delivery. The furnace vessel can be designed to be tiltable in the direction of the tapping device 5 in a known manner. However, the tapping device according to the invention does not require the vessel to be tilted, so that constructive measures for tilting the furnace vessel and, in the case of scrap preheating shafts, for lifting the shaft before the furnace vessel is tilted are unnecessary. In the case of a fixed furnace, the water cooling elements on the tapping side can then be of the same length as the other water cooling elements, so that further savings in refractory material in the vessel wall are possible.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ofengefäß 1 enthält die nach dem Prinzip eines Flüssigkeitshebers ausgebildete Abstichvorrichtung 5 ein feuerfest ausgekleidetes Ab flußrohr 10, das in Form eines umgekehrten V mit zwei nach unten weisenden, oben verbundenen Schenkeln 11 und 12 ausgebildet ist. Im Verbindungsbereich 13 der beiden Schenkel ist innerhalb des Abflußrohres 10 eine Überlaufkante 14 für das flüssige Metall 3 definiert. Der erste Schenkel 11 des Abflußrohres durchdringt die feuerfeste Gefäßwand 15 des Gefäßunterteils 2 vom Ofeninneren aus gesehen schräg ansteigend. Der zweite Schenkel 12 liegt außerhalb des Ofengefäßes 1 und weist parallel zur Gefäßwand 15 senkrecht nach unten. Aus Fertigungs- und Wartungsgründen ist der außerhalb der feuerfe sten Gefäßwand 15 liegende Bereich der Abstichvorrichtung 5 mittels eines Flansches 16 mit dem die feuerfeste Gefäßwand durchdringenden Abschnitt des Abflußrohres (10) verbunden.In the furnace vessel 1 shown in FIGS . 1 and 2, the tapping device 5 , which is designed according to the principle of a liquid siphon, contains a refractory-lined flow tube 10 , which is designed in the form of an inverted V with two downward-facing, connected legs 11 and 12 . In the connection area 13 of the two legs, an overflow edge 14 for the liquid metal 3 is defined within the drain pipe 10 . The first leg 11 of the drain pipe penetrates the refractory vessel wall 15 of the lower vessel part 2 as seen from the inside of the furnace, rising obliquely. The second leg 12 lies outside of the furnace vessel 1 and points parallel downwards to the vessel wall 15 . For manufacturing and maintenance reasons, the outside of the most feuerfe vessel wall 15 area of the tapping device 5 is connected by means of a flange 16 with the section of the drain pipe ( 10 ) penetrating the refractory vessel wall.
Der erste Schenkel 11 des Abflußrohres 10 weist eine Eintrittsöffnung 17 mit einer Oberkante 18 auf, durch die in der Arbeitsposition des Gefäßes 1, d. h. in der in Fig. 1 dargestellten Position, eine Höhe h0 definiert ist. Als Arbeitsposition wird bei kippbaren Öfen die Position im nichtgekippten Zustand bezeichnet, bei feststehenden Öfen ändert sich die Arbeitsposition nicht. Soweit in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit Höhenangaben nichts besonderes erwähnt ist, beziehen sich diese stets auf die so definierte und in Fig. 1 dargestellte Arbeitsposition des Gefäßes.The first leg 11 of the drain pipe 10 has an inlet opening 17 with an upper edge 18 , through which a height h0 is defined in the working position of the vessel 1 , ie in the position shown in FIG. 1. In the case of tilting ovens, the working position is the position in the non-tilted state; in the case of fixed ovens, the working position does not change. Insofar as nothing particularly is mentioned in the following description in connection with height information, these always relate to the working position of the vessel defined in this way and shown in FIG. 1.
Der zweite Schenkel 12 des Abflußrohres 10 weist eine durch eine Verschlußvorrichtung 19 verschließbare Austrittsöffnung 20 für das flüssige Metall 3 auf, die tiefer als die Oberkante 18 der Eintrittsöffnung 17 des Abflußrohres 10 auf einer mit hA bezeichneten Höhe liegt. Die Verschlußvorrichtung 19 ist nur schematisch durch eine Verschlußplatte 21 dargestellt, die mittels eines Antriebs wiederholt aus einer am Rand der Austritts öffnung 20 anliegenden Schließposition in eine die Austrittsöffnung 20 freigebende Freiga beposition und aus der Freigabeposition in die Schließposition bewegbar ist. Wird der Abstichvorgang über eine im zweiten Schenkel 12 vom vorhergehenden Abstichvorgang zurückgehaltene Restmenge oder eine vorher über die Überlaufkante 14 des Abflußrohres zugeflossene Überlaufmenge der Metallschmelze 3 eingeleitet, dann sind hinsichtlich der Dichtigkeit des Verschlusses durch die Verschlußvorrichtung keine besonderen Anforde rungen zu stellen. Wird zur Einleitung des Abstichvorganges bei einem leeren, zweiten Schenkel 12 eine Vakuumeinrichtung eingesetzt, dann ist, um die Wirkung des Vakuumso ges nicht wesentlich zu vermindern, auf einen gasdichten Verschluß der Verschlußvor richtung 19 zu achten. Keramikschieber und Verschlußvorrichtungen, bei denen die Ver schlußplatte an die Austrittsöffnung gegebenenfalls unter Verwendung einer Dichtung ange preßt wird, sind hierfür in besonderer Weise geeignet. The second leg 12 of the drain pipe 10 has an outlet opening 20 for the liquid metal 3 which can be closed by a closure device 19 and which is lower than the upper edge 18 of the inlet opening 17 of the drain pipe 10 at a height denoted by hA. The closure device 19 is illustrated only schematically by a closure plate 21, which is repeated by means of a drive from a rim of the exit opening 20 adjacent the closed position in a the outlet opening 20 releasing Release Certificates beposition and is movable from the release position into the closed position. If the tapping operation is initiated via a residual amount retained in the second leg 12 from the previous tapping operation or an overflow amount of the molten metal 3 previously flowed in via the overflow edge 14 of the drain pipe, then no special requirements have to be made with regard to the tightness of the closure by the closure device. If a vacuum device is used to initiate the tapping process for an empty, second leg 12 , then, in order not to significantly reduce the effect of the vacuum, a gas-tight closure of the closure device 19 must be observed. Ceramic slides and closure devices in which the closure plate is pressed onto the outlet opening, optionally using a seal, are particularly suitable for this purpose.
Der zweite Schenkel 12 des Abflußrohres 10 ist unten durch ein Schutzrohr 22 verlängert, das beim Abstechen des Ofengefäßes 1 in eine Pfanne den Metallstrahl umgibt und ihn somit gegenüber der freien Atmosphäre abschirmt.The second leg 12 of the drain pipe 10 is extended at the bottom by a protective tube 22 which, when the furnace vessel 1 is tapped, surrounds the metal jet in a pan and thus shields it from the free atmosphere.
Um innerhalb des Abflußrohres Turbulenzen der Flüssigkeitsströmung weitgehend zu verhindern, ist der Durchflußquerschnitt des Abflußrohres verhältnismäßig groß ausgebil det und kurz vor der Austrittsöffnung 20 ein den Durchfluß begrenzender Abschnitt 23 mit verringertem Durchflußquerschnitt vorgesehen. Da dieser Abschnitt aufgrund der höheren Durchflußgeschwindigkeit besonders beansprucht ist, ist er als selbständiger, auswechsel barer Abschnitt ausgebildet (nicht dargestellt). Abgesehen von dem Abschnitt mit ver ringertem Durchflußquerschnitt, der zur Ausbildung eines Strahls mit kreisförmigem Querschnitt einen kreisförmigen Durchflußquerschnitt aufweist, ist bei dem Ausführungs beispiel der Durchflußquerschnitt des Abflußrohres zumindest im Bereich der Eintrittsöff nung 17 des ersten Schenkels 11 rechteckig oder oval mit größerer Breite als Höhe ausgebildet, damit die den beim Abstich zurückbleibenden Flüssigkeitssumpf bestimmende Oberkante 18 der Eintrittsöffnung 17 möglichst weit unten liegt. Abmessungen des lichten Querschnitts der Eintrittsöffnung mit einer Breite von etwa 30 cm und einer Höhe von etwa 20 cm haben sich als vorteilhaft erwiesen.To largely prevent turbulence of the liquid flow within the drain pipe, the flow cross section of the drain pipe is relatively large ausgebil det and shortly before the outlet opening 20, a flow restricting section 23 is provided with a reduced flow cross section. Since this section is particularly stressed due to the higher flow rate, it is designed as an independent, interchangeable section (not shown). Apart from the section with a reduced flow cross-section, which has a circular flow cross-section to form a jet with a circular cross-section, the flow cross-section of the drain pipe is at least in the area of the inlet opening 17 of the first leg 11 rectangular or oval with a greater width than height in the embodiment formed so that the upper edge 18 of the inlet opening 17 which determines the liquid sump remaining during tapping is as far down as possible. Dimensions of the clear cross section of the inlet opening with a width of approximately 30 cm and a height of approximately 20 cm have proven to be advantageous.
Um im Hinblick auf ein ungehindertes Abfließen der Schmelze beim Abstichvorgang eine im Abflußrohr vorhandene Metallschmelze im flüssigen Zustand zu halten oder eine eingefrorene Restschmelze wieder zu verflüssigen, ist das Abflußrohr bzw. eine im Abflußrohr befindliche Metallschmelze mittels einer Heizvorrichtung beheizbar. Im dargestellten Fall ist eine induktive Heizung mittels einer ersten, den ersten Schenkel 11 des Abflußrohres 10 umgebenden Induktionsspule 24 und einer zweiten, den zweiten Schenkel 12 des Abflußrohres 10 umgebenden Induktionsspule 25 vorgesehen. Die Induk tionsspulen sind getrennt mit Wechselstrom beaufschlagbar, so daß je nach Bedarf eine im ersten Schenkel 11 oder eine im zweiten Schenkel 12 befindliche Metallschmelze aufge heizt werden kann. Zwischen den Windungen der Induktionsspulen 24 und 25 und den Schenkeln 11 und 12 des feuerfest ausgekleideten Abflußrohres 10 sind Isolierschichten 26 vorgesehen, um den Wärmefluß vom Abflußrohr zu den gekühlten Windungen der Induk tionsspulen 24 und 25 zu verringern. Im stromlosen Zustand können die zwangsgekühlten Windungen der Induktionsspulen 24 und 25 auch zum Abkühlen einer im Abflußrohr zurückgehaltenen Metallschmelze benutzt werden. In diesem Fall wird auf die Isolier schichten 26 verzichtet.In order to keep the molten metal present in the drain pipe in the liquid state or to liquefy a frozen residual melt again in view of unhindered drainage of the melt during the tapping process, the drain pipe or a metal melt located in the drain pipe can be heated by means of a heating device. In the case shown, inductive heating is provided by means of a first induction coil 24 surrounding the first leg 11 of the drain pipe 10 and a second induction coil 25 surrounding the second leg 12 of the drain pipe 10 . The induction coils are separately acted upon by alternating current, so that a metal melt located in the first leg 11 or in the second leg 12 can be heated up as required. Between the turns of the induction coils 24 and 25 and the legs 11 and 12 of the fireproof-lined drain pipe 10 , insulating layers 26 are provided in order to reduce the heat flow from the drain pipe to the cooled turns of the induction coils 24 and 25 . In the de-energized state, the force-cooled windings of the induction coils 24 and 25 can also be used to cool a molten metal retained in the drain pipe. In this case, the insulating layers 26 are dispensed with.
Im Verbindungsbereich 13 der beiden Schenkel 11 und 12 des Abflußrohres 10 sind bei dem Ausführungsbeispiel jeweils fluchtend zu dem betreffenden Schenkel mit ff-Material ausgekleidete Rohrstutzen 27 bzw. 28 vorgesehen. Der mit dem ersten Schenkel 11 fluchtende erste Rohrstutzen 27 ist mittels eines Flansches 29 gasdicht verschließbar. Der mit dem zweiten Schenkel 12 fluchtende zweite Rohrstutzen 28 ist über einen zweiten Flansch 30 an wenigstens eine externe Vorrichtung anschließbar. Zu diesem Zweck ist der zweite Flansch 30 mit einem Anschlußrohr 31 versehen, an das über ein erstes Ventil 32 eine in Fig. 2 symbolisch dargestellte Vakuumvorrichtung 39 anschließbar ist. In einer Abzweigung des Anschlußrohres 31 befindet sich ein zweites Ventil, das als Belüftungs ventil 33 bezeichnet ist, da beim Öffnen dieses Ventils eine Verbindung zur freien Atmo sphäre hergestellt werden kann. Zur Verminderung des freien Volumens im Verbindungs bereich 13 der beiden Schenkel 11 und 12 sind an den Innenseiten der Flansche 29 und 30 feuerfeste Stopfen 34 und 35 angebracht. Beim Entfernen der Flansche 29 und 30 ist das Innere der mit den betreffenden Rohrstutzen fluchtenden Schenkel 11 bzw. 12 für In spektions- und Wartungszwecke zugänglich. Wenigstens einer der Rohrstutzen kann auch dazu verwendet werden, entweder anstelle der Induktionsheizung oder zusätzlich zu dieser einen Brenner als Heizvorrichtung für das Abflußrohr bzw. eine im Abflußrohr befindliche Metallschmelze anzuschließen.In the connection area 13 of the two legs 11 and 12 of the drain pipe 10 , pipe connections 27 and 28 are provided in the embodiment aligned with the leg in question and lined with ff material. The first pipe socket 27 aligned with the first leg 11 can be closed gas-tight by means of a flange 29 . The second pipe socket 28 aligned with the second leg 12 can be connected to at least one external device via a second flange 30 . For this purpose, the second flange 30 is provided with a connecting pipe 31 , to which a vacuum device 39 symbolically shown in FIG. 2 can be connected via a first valve 32 . In a branch of the connecting pipe 31 there is a second valve, which is referred to as a ventilation valve 33 , since a connection to the free atmosphere can be established when this valve is opened. To reduce the free volume in the connection area 13 of the two legs 11 and 12 , refractory plugs 34 and 35 are attached to the inside of the flanges 29 and 30 . When the flanges 29 and 30 are removed, the inside of the legs 11 and 12 aligned with the pipe socket in question is accessible for inspection and maintenance purposes. At least one of the pipe sockets can also be used to connect a burner as a heating device for the drain pipe or a molten metal located in the drain pipe either instead of or in addition to the induction heater.
In Fig. 2, die den die Abstichvorrichtung enthaltenden Teil des Gefäßes in vergrößerter Darstellung zeigt, sind einige Modifikationen und Zusatzeinrichtungen dargestellt, die die Arbeitsweise der Abstichvorrichtung bei einigen Varianten begünstigen.In Fig. 2, which shows the part of the vessel containing the tapping device in an enlarged view, some modifications and additional devices are shown which favor the operation of the tapping device in some variants.
In der Nähe der Eintrittsöffnung 17 des Abflußrohres 10 ist ein über eine Druckgasleitung an eine Druckgasquelle anschließbarerer poröser Spülstein 36 vorgesehen, der zum Einleiten eines Gases, vorzugsweise eines inerten Gases, wie Argon, von unten in das Innere, d. h. in den Durchflußkanal des Abflußrohres 10, mündet. Durch Einleiten von Gas, das im ersten Schenkel 11 nach oben steigt und über das geöffnete Belüftungsventil 33 entweichen kann, wird Schmelze 3 mitgerissen und damit das flüssige Metall im ersten Schenkel bis über die Überlaufkante 14 angehoben. Dieser Mitzieheffekt kann ersatzweise oder ergänzend zu einem durch die Vakuumvorrichtung 39 verursachten Vakuumsog eingesetzt werden.Provided in the vicinity of the inlet opening 17 of the drain pipe 10 is a porous sink 36 which can be connected to a pressurized gas source via a pressurized gas line and which is used to introduce a gas, preferably an inert gas such as argon, from below into the interior, ie into the flow channel of the drain pipe 10 , flows out. By introducing gas, which rises upwards in the first leg 11 and can escape via the opened ventilation valve 33 , the melt 3 is entrained and the liquid metal in the first leg is thus raised above the overflow edge 14 . This pull-in effect can be used as a substitute or in addition to a vacuum suction caused by the vacuum device 39 .
Alternativ oder ergänzend zur induktiven Heizung des ersten Schenkels kann auch ein Erstarren der Schmelze in diesem Schenkel dadurch verhindert werden, daß in der Nähe der Abflußrohr-Eintrittsöffnung 17 ein zweiter, über eine Druckgasleitung an eine Druck gasquelle anschließbarer, poröser Spülstein 37 vorgesehen werden, der an der Oberseite des Abflußrohres in den Durchflußkanal mündet, und mit dem eine Zirkulation des flüssigen Metalls im Durchflußkanal des ersten Schenkels erzielbar ist. Hierdurch wird heißes Metall aus dem Gefäß 2 in den kälteren Bereich des ersten Schenkels geleitet, und damit ein Einfrieren in diesem Bereich entgegengewirkt. Es ist auch möglich, einen porösen Spülstein im Boden des Gefäßunterteils 2, beispielsweise an einer ähnlichen Stelle wie den Bodenabstich 9 in der Nähe der Abflußrohr-Eintrittsöffnung 17 vorzusehen, um durch Zirkulation in diesem Bereich einer Abkühlung entgegenzuwirken.As an alternative or in addition to the inductive heating of the first leg, solidification of the melt in this leg can be prevented by providing a second porous sink 37, which can be connected to a pressure gas source via a compressed gas line, in the vicinity of the drain pipe inlet opening 17 at the top of the drain pipe opens into the flow channel, and with which a circulation of the liquid metal in the flow channel of the first leg can be achieved. As a result, hot metal is conducted from the vessel 2 into the colder area of the first leg, and thus freezing in this area is counteracted. It is also possible to provide a porous sink in the bottom of the vessel lower part 2 , for example at a location similar to the bottom tapping 9 near the drain pipe inlet opening 17 , in order to counteract cooling by circulation in this area.
Um bei Einsatz einer Vakuumvorrichtung 39 zu verhindern, daß bei maximalem Bad spiegel h3 im Gefäß der Badspiegel h4 im Verbindungsbereich 13 des Abflußrohres 10 so weit angehoben wird, daß er in die Zuleitung zur Vakuumvorrichtung oder in einen an den Rohrstutzen 27 angeschlossenen Brenner gelangt, ist eine in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 40 bezeichnete Vorrichtung vorgesehen zum Erfassen und Steuern der Höhe des Bad spiegels h4 in Verbindungsbereich 13 der beiden Schenkel 11 und 12 des Abflußrohres 10. Diese Vorrichtung 40 enthält einen, die Höhe des Badspiegels h4 erfassenden Niveaufüh ler, dessen Ausgangssignal über einen Regelkreis z. B. den Unterdruck der Vakuumvor richtung 39 regelt. Der im Verbindungsbereich 13 der beiden Schenkel 11 und 12 wirken de Unterdruck kann auch unter Einsatz einer einen konstanten Unterdruck liefernden Vakuumvorrichtung 39 dadurch geregelt werden, daß die vom Niveaufühler gelieferten Steuersignale einem Regelventil 38 zugeführt werden, durch das in den Ansaugbereich der Vakuumvorrichtung 39 kontrolliert Falschluft zur Aufrechterhaltung des als Sollwert eingestellten Pegels h4 zugeführt wird. Die Regelvorrichtung zur Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Höhe des Badspiegels h4 erübrigt sich, falls die Länge der Rohrstutzen 27 und 28 so groß bemessen wird, daß die gefährdeten Elemente stets oberhalb der maxima len Saughöhe der Metallschmelze liegen.In order to prevent the use of a vacuum device 39 that at maximum bath level h3 in the vessel the bath level h4 in the connection area 13 of the drain pipe 10 is raised so far that it reaches the supply line to the vacuum device or into a burner connected to the pipe socket 27 a device designated in FIG. 2 with the reference numeral 40 is provided for detecting and controlling the height of the bath level h4 in the connecting region 13 of the two legs 11 and 12 of the drain pipe 10 . This device 40 contains a level sensor which detects the height of the bath level h4, the output signal of which via a control circuit, e.g. B. regulates the negative pressure of the vacuum device 39 . The acting in the connecting area 13 of the two legs 11 and 12 de vacuum can also be controlled using a vacuum device 39 which supplies a constant vacuum by supplying the control signals supplied by the level sensor to a control valve 38 through which false air is controlled in the suction area of the vacuum device 39 to maintain the level h4 set as the setpoint. The control device for maintaining a predetermined height of the bath level h4 is unnecessary if the length of the pipe socket 27 and 28 is dimensioned so large that the vulnerable elements are always above the maxima len suction height of the molten metal.
Wird die Abstichvorrichtung 5 so ausgestaltet und betrieben, daß bei jedem Abstich der zweite Schenkel völlig entleert wird, dann wird vorzugsweise, wie aus der einleitend genannten WO 86/04980 bekannt, nach dem Abstich und erneutem Verschließen der Austrittsöffnung 20 des Abflußrohres 10 mittels der Verschlußplatte 21 von oben körniges ff-Material in den zweiten Schenkel gefüllt. In diesem Fall wird der zweite Rohrstutzen 28, der mit dem zweiten Schenkel 12 des Abflußrohres 10 fluchtet, dazu benutzt, über eine geeignete Zuleitung und Dosiervorrichtung einen Behälter mit körnigem ff-Material als externe Vorrichtung anzuschließen. Das Anschlußrohr 31 für den Anschluß einer Vakuum vorrichtung und die Verbindungsmöglichkeit zur freien Atmosphäre über das Belüftungs ventil 33 kann dann dem ersten Flansch 29 zugeordnet werden, der mit dem ersten Schenkel 11 des Abflußrohres 10 fluchtet.If the tapping device 5 is designed and operated so that the second leg is completely emptied at each tapping, then, as is known from the introduction WO 86/04980, after tapping and reclosing the outlet opening 20 of the drain pipe 10 by means of the closure plate 21 granular ff material filled into the second leg from above. In this case, the second pipe socket 28 , which is aligned with the second leg 12 of the drain pipe 10 , is used to connect a container with granular ff material as an external device via a suitable feed line and metering device. The connecting pipe 31 for connecting a vacuum device and the possibility of connecting to the free atmosphere via the ventilation valve 33 can then be assigned to the first flange 29 which is aligned with the first leg 11 of the drain pipe 10 .
Im Hinblick auf die Einleitung und Durchführung des Abstichvorganges sind je nach Ausgestaltung der Abstichvorrichtung 5 mehrere Modifikationen möglich, von denen im folgenden die wesentlichsten erläutert werden.With regard to the initiation and execution of the tapping process, several modifications are possible depending on the design of the tapping device 5 , the most important of which are explained below.
Hierbei spielen die in Fig. 1 eingetragenen Höhenangaben h1 bis h7 und hA eine Rolle.
Die in der Beschreibung bereits gegebenen Definitionen für diese Höhenangaben werden
im folgenden nochmals zusammengefaßt und ergänzt. Die Höhenangaben beziehen sich bei
einem kippbaren Gefäß auf den nichtgekippten Zustand, der in dieser Anmeldung als
Arbeitszustand bezeichnet ist. Es bedeuten
hA = Höhe der durch die Verschlußplatte 21 verschließbaren Austrittsöffnungen 20
des Abflußrohres 10
h0 = Höhe der Oberkante 18 der Abflußrohreintrittsöffnung 17
h1 = Höhe der Bodenkontur 8 vor der Eintrittsöffnung 17
h2 = Höhe der Überlaufkante 14
h3 = Höhe des maximal zulässigen Badspiegels der Metallschmelze 3
h4 = Höhe der Metallschmelze im Verbindungsbereich 13 des Abflußrohres 10
h5 = Höhe der Oberfläche einer auf dem Schmelzbad schwimmenden Schlacken
schicht 36
h6 = Höhe des Abschlusses durch die Stopfen 34 und 35 im Verbindungsbereich der
beiden Schenkel 11 und 12, und
h7 = Höhe des Badspiegels der Metallschmelze, bei dem durch Einlaufwirbel ein
Einziehen von Schlacke in das Abflußrohr (10) erfolgt.The height information h1 to h7 and hA entered in FIG. 1 play a role here. The definitions for this height information already given in the description are summarized and supplemented again below. The height information for a tiltable vessel relates to the non-tilted state, which is referred to in this application as the working state. Mean it
hA = height of the outlet openings 20 of the drain pipe 10 which can be closed by the closure plate 21
h0 = height of the upper edge 18 of the drain pipe inlet opening 17
h1 = height of the bottom contour 8 in front of the inlet opening 17
h2 = height of the overflow edge 14
h3 = height of the maximum permissible bath level of the molten metal 3
h4 = height of the molten metal in the connection area 13 of the drain pipe 10
h5 = height of the surface of a slag layer 36 floating on the molten pool
h6 = height of the closure by the plugs 34 and 35 in the connection area of the two legs 11 and 12 , and
h7 = height of the bath level of the molten metal, in which slag is drawn into the drain pipe ( 10 ) by inlet swirls.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Abstichvorrichtung liegt die Höhe h2 der Überlaufkante 4 etwa auf der gleichen Höhe wie der maximal zulässige Badspiegel h3 der Metallschmelze 3. Da auf der Metallschmelze 3 im Gefäß 1 die Schlackenschicht 36 lastet, ist die Höhe h4 des Badspiegels der Metallschmelze 3 im Abflußrohr etwas größer als h3. Dies bedeutet, daß kurz vor dem Erreichen des maximalen Badspiegels h3 im Gefäß 1 Schmelze aus dem ersten Schenkel 11 in den zweiten Schenkel 12 überläuft und diesen Schenkel des Ab flußrohres 10 füllt. Dieser Zustand kurz vor dem Abstich ist in Fig. 1 dargestellt. Das freie Volumen im Verbindungsbereich 13 ist aufgrund eines geringen Unterschiedes zwischen den Höhen H6 und H4 kleingehalten. Wenn in diesem Zustand durch Öffnen des Belüftungsventils 33 im Freiraum des Verbindungsbereiches 13 Atmosphärendruck herge stellt wird und danach das Belüftungsventil geschlossen wird, wird ohne die Notwendigkeit einer Vakuumvorrichtung nach Freigabe der Austrittsöffnung 20 durch die Verschlußplatte 21 beim Abfließen der im zweiten Schenkel 12 vorhandenen Metallschmelze die im ersten Schenkel 11 vorhandene Metallschmelze nachgezogen und mit dieser Schmelze aus dem Gefäß 1. Der Abfluß nach dem Prinzip eines Flüssigkeitshebers erfolgt so lange, bis Schlacke und mit dieser Luft aus der mit dem Schmelzbadspiegel sinkenden Schlacken schicht 36 über die Oberkante 18 der Einflußrohr-Eintrittsöffnung 17 in das Abflußrohr eingezogen wird. Wenn der Badspiegel der Metallschmelze 3 im Gefäß 1 die Höhe h0 erreicht hat, wird der Abstichvorgang durch das Einziehen von Schlacke und Luft automa tisch beendet, wobei allerdings geringe Mengen an Schlacke in das Abflußrohr und damit in das abgezogene Metall gelangen.In the tapping device shown in FIG. 1, the height h2 of the overflow edge 4 is approximately at the same level as the maximum permissible bath level h3 of the molten metal 3 . Since the slag layer 36 is loaded on the molten metal 3 in the vessel 1 , the height h4 of the bath level of the molten metal 3 in the drain pipe is somewhat greater than h3. This means that shortly before reaching the maximum bath level h3 in the vessel 1 melt from the first leg 11 overflows into the second leg 12 and this leg of the flow tube 10 fills. This state shortly before tapping is shown in Fig. 1. The free volume in the connection area 13 is kept small due to a slight difference between the heights H6 and H4. If in this state by opening the ventilation valve 33 in the free space of the connection area 13 Herge provides and then the ventilation valve is closed, without the need for a vacuum device after opening the outlet opening 20 through the closure plate 21 when the metal melt present in the second leg 12 flows off Metal melt present in the first leg 11 is drawn and with this melt from the vessel 1 . The drain according to the principle of a liquid siphon takes place until the slag and with this air from the falling molten bath with the slag layer 36 over the upper edge 18 of the impact tube inlet opening 17 is drawn into the drain pipe. When the bath level of the molten metal 3 in the vessel 1 has reached the height h0, the tapping process is ended automatically by the drawing in of slag and air, although small amounts of slag get into the drain pipe and thus into the metal which is drawn off.
Aufgrund von Einlaufwirbeln oberhalb der Oberkante 18 der Abflußrohr-Eintrittsöffnung 17 werden geringe Mengen an Schlacke bereits in das Abflußrohr eingezogen, bevor der Badspiegel der Metallschmelze 3 die Höhe h0 erreicht hat. Die Höhe, bei der der Einzug von Schlacke durch Einlaufwirbel beginnt, ist mit h7 bezeichnet. Wenn jeglicher Zustrom von Schlacke verhindert werden soll, muß deshalb der Abstichvorgang beendet werden, wenn der Badspiegel der Metallschmelze 3 die Höhe h7 erreicht hat. Die zwangsweise Beendigung des Abstichvorganges kann entweder durch Schließen der Austrittsöffnung 20 des Abflußrohres 10 mittels einer geeigneten Verschlußvorrichtung 19 erfolgen, oder auch durch Öffnen des Belüftungsventils 33, d. h. durch Falschluftzufuhr in den Verbindungs bereich 13 der beiden Schenkel 11 und 12. Im erstgenannten Fall bleibt der zweite Schen kel 12 mit einer Restmenge an Metallschmelze wenigstens teilweise gefüllt, im zweitge nannten Fall entleert sich der zweite Schenkel 12 vollständig.Due to inlet vortices above the upper edge 18 of the drain pipe inlet opening 17 , small amounts of slag are drawn into the drain pipe before the bath level of the molten metal 3 has reached the height h0. The height at which slag begins to be drawn in through inlet swirls is denoted by h7. If any influx of slag is to be prevented, the tapping process must therefore be ended when the bath level of the molten metal 3 has reached the height h7. The forced termination of the tapping process can either be done by closing the outlet opening 20 of the drain pipe 10 by means of a suitable closure device 19 , or by opening the ventilation valve 33 , ie by supplying false air into the connection area 13 of the two legs 11 and 12 . In the former case, the second angle's remains filled 12 with a remaining amount of metal melt at least partially, in the case zweitge called emptied, the second leg 12 completely.
Wie beschrieben, genügt für die Einleitung und Durchführung des Abstichvorganges eine im zweiten Schenkel 12 vorhandene Menge an Schmelze, wenn der beim Ablauf dieser Schmelze verursachte Sog ausreicht, die Schmelze 3 aus dem Gefäß über den ersten Schenkel in den zweiten Schenkel nachzuziehen. Wesentlich hierbei sind die Größe des Freiraums im Verbindungsbereich 13 der beiden Schenkel 11 und 12 und das Volumen der bei Einleitung des Abstichvorganges im zweiten Schenkel 12 vorhandenen Metallschmelze. Schließlich spielen auch die Strömungsverhältnisse im Abflußrohr, die durch die Ver kleinerung des Durchflußquerschnittes vor der Austrittsöffnung 20 beeinflußbar sind, eine wesentliche Rolle.As described, an amount of melt present in the second leg 12 is sufficient for the initiation and implementation of the tapping process, if the suction caused when this melt runs off is sufficient to draw the melt 3 from the vessel via the first leg into the second leg. What is essential here is the size of the free space in the connecting region 13 of the two legs 11 and 12 and the volume of the metal melt present in the second leg 12 when the tapping process is initiated. Finally, the flow conditions in the drain pipe, which can be influenced by the reduction in the flow cross section in front of the outlet opening 20 , play an essential role.
Wenn mit der erfindungsgemäßen Abstichvorrichtung nur ein Abstich jeweils bei Erreichen des maximalen Badspiegels h3 beabsichtigt ist, dann kann der Abstichvorgang bei den in Fig. 1 dargestellten Höhenverhältnissen, wie beschrieben, ohne Einsatz einer Vakuumvor richtung alleine durch die im zweiten Schenkel 12 vorhandene Restmenge oder Über laufmenge an Schmelze erfolgen, wobei diese ggf. durch die Heizvorrichtung 24, 25 in einen flüssigen Zustand zu versetzen ist.If, with the tapping device according to the invention, only one tapping is intended each time the maximum bath level h3 is reached, then the tapping process at the height relationships shown in FIG. 1, as described, can be carried out without the use of a vacuum device solely by the remaining amount or excess in the second leg 12 run amount of melt take place, which may have to be brought into a liquid state by the heating device 24 , 25 .
Wird, beispielsweise durch Verringerung des Neigungswinkels des ersten Schenkels 11, die Höhe h2 der Überlaufkante 14 niedriger als die Höhe h3 des maximalen Schmelzbad spiegels angeordnet, dann ist ein Überlauf der Metallschmelze 3 in den zweiten Schenkel 12 auch dann gewährleistet, wenn der Badspiegel der Metallschmelze im Gefäß 1 unterhalb der maximalen Höhe h3 liegt, nämlich solange, bis der Badspiegel der Metallschmelze etwa die Höhe h2 erreicht hat. In diesem Bereich ist damit bei geeigneter Ausgestaltung des Volumens des zweiten Schenkels auch stets eine zuverlässige Einleitung des Abstichvor ganges durch Nachziehen der Schmelze aus dem ersten Schenkel gewährleistet. Wird die Überlaufkante 14 tiefer gesetzt, so erfolgt beim Einschmelzen des Materials im Gefäß 1 bereits einige Zeit vor Erreichen des maximalen Badspiegels h3 der Überlauf in den zweiten Schenkel 12 und es muß hier vorzugsweise durch eine induktive Heizung und/oder Einleiten eines Gases über den Spülstein 37 bzw. 36 einem Erkalten und Erstarren der Schmelze entgegengewirkt werden. Als unterste Grenze für die Höhe h2 der Überlaufkante 14 wird die Höhe h0 der Oberkante 18 der Abflußrohr-Eintrittsöffnung 17 angesehen. Vorzugsweise wird aber die Höhe h7 nicht unterschritten, d. h. es soll gelten: h2 ≧ h7.If, for example, by reducing the angle of inclination of the first leg 11 , the height h2 of the overflow edge 14 is arranged lower than the height h3 of the maximum molten pool level, then an overflow of the molten metal 3 into the second leg 12 is ensured even when the molten metal bath level in the vessel 1 is below the maximum height h3, namely until the bath level of the molten metal has approximately reached the height h2. In this area, with a suitable configuration of the volume of the second leg, reliable initiation of the tapping operation is always ensured by pulling the melt out of the first leg. If the overflow edge 14 is set lower, when the material in the vessel 1 melts, the overflow into the second leg 12 takes place some time before the maximum bath level h3 is reached, and it must be done here preferably by inductive heating and / or introducing a gas via the sink 37 or 36 a cooling and solidification of the melt can be counteracted. The lowest limit for the height h2 of the overflow edge 14 is the height h0 of the upper edge 18 of the drain pipe inlet opening 17 . However, the height h7 is preferably not fallen below, ie the following should apply: h2 ≧ h7.
Falls die Höhe h2 der Überlaufkante 14 höher als die Höhe h3 des maximalen Badspiegels der Metallschmelze 3 gewählt wird, oder falls mit der Abstichvorrichtung 5 mehrere Teilmengen nacheinander aus dem Gefäß 1 abgezogen werden sollen, und hierbei eine Unterbrechung der jeweiligen Abstichvorgänge mit Entleerung des zweiten Schenkels erfolgt, dann ist für die Einleitung des Abstichvorganges eine Vakuumvorrichtung erfor derlich, die bei dem dargestellten Beispiel an das Anschlußrohr 31 über das Ventil 32 anschließbar ist. Die Vakuumvorrichtung ist je nach anzuhebender Flüssigmetallsäule zu bemessen. Geringere Saugdrücke ließen sich auch durch Ejektordüsen nach dem Prinzip der einleitend genannten DE-C 605 701 realisieren. Ein geringfügiges Anheben des Badspiegels im ersten Schenkel läßt sich auch durch Einleiten von Gas durch den porösen Spülstein 36 bzw. 37 aufgrund des Mitzieheffektes erzielen.If the height h2 of the overflow edge 14 is chosen to be higher than the height h3 of the maximum bath level of the molten metal 3 , or if the tapping device 5 is to be used to withdraw several partial quantities from the vessel 1 one after the other, and thereby interrupting the respective tapping processes with emptying of the second leg takes place, then a vacuum device is required for the initiation of the tapping process, which can be connected to the connecting pipe 31 via the valve 32 in the example shown. The vacuum device must be dimensioned according to the liquid metal column to be lifted. Lower suction pressures could also be achieved by ejector nozzles based on the principle of DE-C 605 701 mentioned in the introduction. A slight lifting of the bath level in the first leg can also be achieved by introducing gas through the porous sink 36 or 37 due to the pulling effect.
Im folgenden wird ein Abstichverfahren mit der in Fig. 1 dargestellten Abstichvorrichtung 5 beschrieben.A tapping method with the tapping device 5 shown in FIG. 1 is described below.
Nach einem Abstichvorgang wird die Austrittsöffnung 20 des Abflußrohres 10 verschlos sen und in den unteren Abschnitt des zweiten Schenkels 12 körniges ff-Material eingefüllt. Gleichzeitig ist der Schmelzofen 1 mit Einsatzmaterial beschickt worden und es wird die nächste Charge eingeschmolzen. Hierbei steigt der Badspiegel im Schmelzgefäß 1 und gleichzeitig im ersten Schenkel 11 des Abflußrohres. Um eine Abkühlung der Schmelze im ersten Schenkel 11 zu verhindern, wird die Induktionsspule 24 mit Strom beaufschlagt und/oder Gas durch den Spülstein 37 bzw. 36 eingeleitet. Kurz bevor im Schmelzgefäß 1 der maximale Badspiegel 36 erreicht wird, fließt Schmelze aus dem ersten Schenkel 11 über die Überlaufkante 14 in den zweiten Schenkel 12 und füllt diesen, wobei auch hier durch Beaufschlagung der Induktionsspule 25 mit Strom, d. h. eine induktive Beheizung der Schmelze, eine Abkühlung verhindert wird. Während des Einschmelzprozesses ist das Belüftungsventil 33 geöffnet, um einen Druckaufbau im Verbindungsbereich 13 der beiden Schenkel 11 und 12 verhindern.After a tapping operation, the outlet opening 20 of the drain pipe 10 is closed and filled with granular ff material in the lower section of the second leg 12 . At the same time, the melting furnace 1 has been charged with feed material and the next batch is melted down. Here the bath level rises in the melting vessel 1 and at the same time in the first leg 11 of the drain pipe. In order to prevent cooling of the melt in the first leg 11 , the induction coil 24 is supplied with current and / or gas is introduced through the sink 37 or 36 . Shortly before the maximum bath level 36 is reached in the melting vessel 1, the melt flows from the first leg 11 via the overflow edge 14 into the second leg 12 and fills it, here too by supplying the induction coil 25 with current, ie inductive heating of the melt. cooling is prevented. During the melting process, the ventilation valve 33 is opened in order to prevent pressure build-up in the connection area 13 of the two legs 11 and 12 .
Vor dem Abstich wird das Belüftungsventil 33 wieder geschlossen und durch Öffnen der Verschlußeinrichtung der Abstichvorgang eingeleitet. Mit der ausströmenden Überlaufmen ge im zweiten Schenkel 12 wird Schmelze aus dem ersten Schenkel 11 und dem Ofengefäß nachgezogen, solange bis die Höhe h7 erreicht ist. Durch Öffnen des Belüftungsventils 33 wird der Abziehvorgang mittels Zufuhr von Falschluft unterbrochen um ein Einziehen von Schlacke zu verhindern. Eine dem Badspiegel entsprechende Menge an flüssigem Metall verbleibt als Sumpf im Gefäß. Nach erneutem Schließen der Verschlußvorrichtung 19 und Einfüllen von rieselfähigem ff-Material wiederholt sich der beschriebene Vorgang. Before tapping, the ventilation valve 33 is closed again and the tapping process is initiated by opening the closure device. With the outflowing overflow in the second leg 12 melt is drawn from the first leg 11 and the furnace vessel until the height h7 is reached. By opening the ventilation valve 33 , the removal process is interrupted by supplying the wrong air in order to prevent the slag from being drawn in. A quantity of liquid metal corresponding to the bath level remains in the vessel as a sump. After the closure device 19 has been closed again and pourable free-flowing material has been poured in, the process described is repeated.
Sollen nur Teilmengen abgestochen werden, dann kann der Strahl mittels der Verschluß vorrichtung 19 unterbrochen werden, so daß im zweiten Schenkel 12 eine Restmenge an flüssigem Metall zurückbehalten wird. Ein im ersten Schenkel 11 des Abflußrohres unter das Niveau der Überlaufkante 14 abgefallener Badspiegel h4 läßt sich zur Einleitung eines neuen Abstichvorganges mittels der Vakuumvorrichtung gegebenenfalls unter Einbeziehung der Badspiegelregelung mittels des Niveaufühlers der Vorrichtung 40 und/oder durch Einleiten von Gas durch den porösen Spülstein 36 über die Überlaufkante 14 anheben.If only partial quantities are to be tapped, then the jet can be interrupted by means of the closure device 19 , so that a residual amount of liquid metal is retained in the second leg 12 . A bath level h4 which has dropped in the first leg 11 of the drain pipe below the level of the overflow edge 14 can be used to initiate a new tapping process by means of the vacuum device, possibly including the level control by means of the level sensor of the device 40 and / or by introducing gas through the porous sink 36 raise the overflow edge 14 .
Claims (31)
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Schenkel (11) des Abflußrohres (10) die feuerfeste Gefäßwand (15) durchdringt,
daß in der Arbeitsposition des Gefäßes die Überlaufkante in einer Höhe (h2) liegt, die größer als die Höhe (h0) der Oberkante der Abflußrohr-Eintrittsöffnung ist,
und daß wenigstens ein Teil des Abflußrohres (10) oder einer im Abflußrohr befindlichen Metallschmelze (3) mittels einer Heizvorrichtung (24, 25) beheizbar ist.1. Metallurgical vessel ( 1 ) with a tapping device ( 5 ) for controlled, slag-free removal of liquid metal ( 3 ) according to the principle of a liquid lifter from a molten metal bath ( 3 ) located in the vessel ( 1 ), the tapping device ( 5 ) contains a fireproof-lined drain pipe ( 10 ), which is in the form of an inverted U or V with two downwardly facing, connected legs ( 11 , 12 ), of which the first ( 11 ) an inlet opening with an upper edge and the second ( 12 ) a closable by a closure device ( 19 ), lower-lying outlet opening for the liquid metal ( 3 ), also within the flow tube from the connection area ( 13 ) of the two legs ( 11 , 12 ) an overflow edge ( 14 ) for the liquid Metal is defined
characterized by
that the first leg ( 11 ) of the drain pipe ( 10 ) penetrates the refractory vessel wall ( 15 ),
that in the working position of the vessel the overflow edge is at a height (h2) which is greater than the height (h0) of the top edge of the drain pipe inlet opening,
and that at least part of the drain pipe ( 10 ) or a metal melt ( 3 ) located in the drain pipe can be heated by means of a heating device ( 24 , 25 ).
bei dem nach einem Abstichvorgang die Austrittsöffnung des Abflußrohres verschlossen, gegebenenfalls der Schmelzbadspiegel im Gefäß, insbesondere durch Ein schmelzen von Metall, bis zu einer Abstichhöhe vergrößert und der Abstichvorgang, nach Schließen eines in einer Abzweigung des Verbindungsbereiches der beiden Schenkel vorhandenen Belüftungsventils eingeleitet wird durch Öffnen der Verschlußvorrichtung des zweiten Schenkels und Ableiten einer im zweiten Schenkel vom vorhergehenden Abstich vorgang zurückbehaltenen Restmenge und/oder einer vorher über die Überlaufkante des Verbindungsbereiches der beiden Schenkel zugeflossenen Überlaufmenge der Metall schmelze, wodurch weitere, im ersten Schenkel und im Gefäß vorhandene Metallschmelze nachgezogen wird.25. A method for the controlled, slag-free removal of liquid metal from a molten metal bath located in a vessel according to the principle of a liquid lifter by means of a device according to one of claims 1 to 24,
in which, after a tapping process, the outlet opening of the drain pipe is closed, the melt pool level in the vessel, in particular by melting metal, is increased to a tapping height and the tapping process, after closing a ventilation valve present in a branch of the connecting area of the two legs, is initiated by opening the closure device of the second leg and deriving a residual amount retained in the second leg from the previous tapping operation and / or a previously overflowing amount of the metal flowing over the overflow edge of the connecting region of the two legs, whereby further metal melt present in the first leg and in the vessel is drawn.
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